飞机结构螺栓连接细节疲劳断裂失效机制与寿命分析

作     者：樊俊铃 张伟 焦婷 赵延广 FAN JunLing;ZHANG Wei;JIAO Ting;ZHAO YanGuang

作者机构：中国飞机强度研究所强度与结构完整性全国重点实验室西安710065 机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室大连116023 

基　　金：全机损伤/失效及时监测与评估技术研究(一期) 国家自然科学基金(51601175) 航空科学基金(20200009023004)资助 

出 版 物：《机械强度》 (Journal of Mechanical Strength)

年 卷 期：2023年第45卷第6期

页      码：1459-1464页

摘      要：针对随机块谱作用下飞机典型螺栓连接接头的疲劳失效,利用显微观测技术分析宏观和微观断口形貌特征,揭示螺栓连接结构细节的失效模式和微观失效机制。结合连接结构细节的疲劳载荷谱和微观疲劳条带特征,基于Paris公式定量反推接头的疲劳裂纹扩展和萌生寿命,建立载荷循环数、飞行小时数与疲劳裂纹长度之间的演化规律。研究表明,螺栓接头的疲劳裂纹萌生于螺栓孔下部表面应力集中处,呈多源模式,断面包括裂纹源区、扩展区和瞬断区等典型疲劳特征;寿命反推表明,两段函数式能够合理表征全寿命周期内疲劳裂纹扩展长度与载荷循环次数和飞行时间之间的演化规律;疲劳裂纹扩展和萌生寿命分别为3147.7 h、615.4 h,连接接头的设计方案与工艺尚需改进以满足安全寿命设计要求。

主 题 词：螺栓连接接头 疲劳失效 随机块谱 断口形貌 失效分析 

学科分类：08[工学] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 080102[080102] 0801[工学-力学类] 

D　O　I：10.16579/j.issn.1001.9669.2023.06.025

馆 藏 号：203125119...